Разработчики из POSTECH и Университета Джорджа Вашингтона создали уникальный термоэлектрический материал в форме песочных часов. Он повысил КПД преобразования энергии на 360% в сравнении с традиционными аналогами.
Как сообщает публикация в журнале Nature Energy, раньше при исследовании термоэлектрических материалов ученые сосредоточивали внимание на улучшении их физических свойств. Но в новой работе авторам удалось продемонстрировать, что изменением формы изделий можно добиться серьезного эффекта.
Экспериментаторы решили внести изменения в геометрия материала и проследить за их производительностью. Командой была применена 3D-печать и методы геометрического дизайна, пробуя, как работают разные формы. Выяснилось, что конфигурация, похожая на песочные часы, проявляет максимально высокие показатели преобразования тепла в электричество.
Данная форма позволяет не только снижать теплопроводность, но и увеличивать термоэлектрический коэффициент эффективности (ZT) до 2,0, что является рекордным значением для 3D-печатных материалов.
Благодаря такой специфической форме материал способен наиболее эффективно распределять тепловой поток, способствуя улучшению электрических характеристик, особенно, при применении в генераторах, которые функционируют при высоких температурах.
Новация, надеются ученые, станет новым шагом в кластере устойчивой энергетики, в частности, в развитии алгоритмов термоэлектрического охлаждения.
